CN104241695B - 电池注液封装生产线 - Google Patents

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CN104241695B
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黎坚
袁中直
刘金成
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惠州亿纬锂能股份有限公司
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Abstract

本发明公开一种电池注液封装生产线,包括:自动上料系统:用于将输送轨道上的电池壳体抓取到前称重系统以及将前称重系统上的电池壳体抓取到抽真空注液系统;前称重系统:用于对注液前的电池壳体进行称重的重量测量装置;抽真空注液系统:可选择性对两条第二注液输送轨道上的电池壳体进行注液的二级注液装置;后称重系统:对注液后的电池壳体进行称重;压盖帽装置;自动收料系统:控制系统:连接并控制自动上料系统、前称重系统、抽真空注液系统、后称重系统、压盖帽装置以及自动收料系统,本技术方案中提供一种全自动电池注液封装生产线,其在电池注液封装过程中无需人工参与,能够大幅度的提高工作效率,节省人力成本、提高电池产品的质量。

Description

电池注液封装生产线
技术领域
[0001]本发明涉及锂电池加工技术领域,尤其涉及一种电池注液封装生产线。
背景技术
[0002] 锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。
[0003] 锂金属电池:锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
[0004]锂离子电池:锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。
[0005] 锂电池电解液是电池中离子传输的载体,电解液在锂电池正、负极之间起到传导电子的作用,是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成的,无论是锂离子电池还是锂金属电池电解液均是其重要组成部分。
[0006] 现有的锂离子电池注液的主要工序流程如下:抽真空—注液—加压—抽真空加压—静置—二次注液区—电池排出,现有生产设备无法实现高质量自动化的电池注液工序,电池注液过程各工序需单独完成,每步工序之间需要人工参与、对操作者的依赖性较强造成人力成本增加,同时生产质量无法的到保证,因此亟需一种高度自动化能够实现全部电池注液步骤的电池注液封装生产线,提高电池生产效率以及生产质量。
发明内容
[0007]本发明解决的技术问题是:提供一种电池注液封装生产线,其能够实现电池注液封装过程的高度自动化,整个过程无需人工参与,生产效率高、产品质量好。
[0008]为达此目的,本发明采用以下技术方案:
[0009] —种电池注液封装生产线,包括:
[0010]自动上料系统:包括前输送轨道以及第一转料机械手,所述前输送轨道与上级生产线连接,所述第一转料机械手设置在所述前输送轨道远离所述上级生产线的端部,用于将所述输送轨道上的电池壳体抓取到前称重系统以及将所述前称重系统上的电池壳体抓取到抽真空注液系统;
[0011]前称重系统:位于所述自动上料系统与所述抽真空注液系统之间,具有若干用于对注液前的电池壳体进行称重的重量测量装置;
[0012]抽真空注液系统:包括第一注液输送线以及第二注液输送线,所述第一注液输送线包括第一注液输送轨道,所述第一注液输送轨道上设置有一级注液装置;所述第二注液输送线上相平行的设置有两条第二注液输送轨道,两条所述第二注液输送轨道上均设置有对整条轨道上的电池壳体进行抽真空操作的抽真空装置,两条所述第二注液输送轨道之间设置有可选择性对两条所述第二注液输送轨道上的电池壳体进行注液的二级注液装置;
[0013]后称重系统:设置在所述抽真空注液系统电池壳体输送方向的下游位置,包括第二转料机械手以及若干用于对注液后的电池壳体进行称重的重量测量装置;
[0014]压盖帽装置:包括后输送轨道以及设置在所述后输送轨道中部的压紧装置,所述压紧装置设置在所述后输送轨道的上方,所述压紧装置与所述后输送轨道之间设置有导向装置;
[0015]自动收料系统:包括设置在所述后输送轨道末端的用于将完成压盖帽的电池壳体转运装箱的第三转料机械手;
[0016]控制系统:连接并控制所述自动上料系统、前称重系统、抽真空注液系统、后称重系统、压盖帽装置以及自动收料系统。
[0017]作为电池注液封装生产线一种优选的技术方案,所述前输送轨道包括由所述上级生产线向所述前称重系统方向运动的上料轨道、与所述上料轨道运行方向相反的回模轨道以及设置在所述上料轨道与所述回模轨道上的模具;所述上料轨道与所述回模轨道靠近所述前称重系统的端部相连接的位置设置有用于将设置在所述上料轨道上的模具转移到所述回模轨道上的模具转移装置;所述上料轨道与所述回模轨道远离所述前称重系统的端部相连接的位置设置有用于将设置在所述回模轨道上的模具转移到所述上料轨道上的模具转移装置。
[0018]作为电池注液封装生产线一种优选的技术方案,所述第一注液输送轨道与所述第二注液输送轨道相垂直设置,所述第一注液输送轨道远离所述第二注液输送轨道的一侧设置有用于将所述第一注液输送轨道上的电池壳体以及用于固定所述电池壳体的注液模具转移到所述第二注液输送轨道的注液模具转移装置。
[0019]作为电池注液封装生产线一种优选的技术方案,位于两条所述第二注液输送轨道上的所述抽真空装置设置在对应的所述第二注液输送轨道上方,通过活塞缸驱动可选择性的对所述第二注液输送轨道上的所述电池壳体进行抽真空操作。
[0020]作为电池注液封装生产线一种优选的技术方案,所述二级注液装置可转动的设置在两条所述第二注液输送轨道之间,选择性的对一条第二注液输送轨道上的所述电池壳体进行注液,所述抽真空装置选择性的对另一条第二注液输送轨道上的所述电池壳体进行抽真空操作。
[0021]作为电池注液封装生产线一种优选的技术方案,所述第一注液输送轨道上设置有送料模板,所述电池壳体通过所述送料模板选择性的输送至一条所述第二注液输送轨道端部。
[0022]作为电池注液封装生产线一种优选的技术方案,所述抽真空注液系统中位于所述第二注液输送轨道远离所述第一注液输送轨道的一端与所述第一注液输送轨道平行的设置有第三注液输送轨道,所述第一注液输送轨道与所述第三注液输送轨道之间设置有注液模具回流轨道,所述注液模具通过所述第一注液输送轨道、所述第二注液输送轨道、所述第三注液输送轨道以及所述注液模具回流轨道在所述抽真空注液系统中循环运动。
[0023]作为电池注液封装生产线一种优选的技术方案,所述第二注液输送线上相间隔的设置有至少两个所述二级注液装置。
[0024]作为电池注液封装生产线一种优选的技术方案,所述至少两个二级注液装置同时向一条所述第二注液输送轨道进行注液。
[0025]具有多个所述二级注液装置时,所有注液装置同时对一条第二注液输送轨道上的电池壳体进行注液,能够保证二级注液装置不对另一条第二注液输送轨道造成干扰,从而使得另一条第二注液输送轨道可以进行抽真空操作,保证一条第二注液输送轨道上进心抽真空操作,另一条第二注液输送轨道上进行注液操作,能够有效的提高注液以及抽真空的效率、提高产量。
[0026]作为电池注液封装生产线一种优选的技术方案,所述第一转料机械手与所述第二转料机械手结构相同,均包括活塞缸、可带动所述活塞缸沿所述电池壳体的输送方向运动的运动构件以及设置在所述活塞缸的输出端的抓取装置,所述抓取装置包括第一级抓取装置以及第二级抓取装置,所述第一级抓取装置与所述第二级抓取装置对称的设置在所述活塞缸的输出端的两侧。
[0027]优选的,所述第一级抓取装置以及所述第二级抓取装置分别具有六个选择性对电池壳体进行夹紧的夹紧装置,每个抓紧装置能够同时装夹六个所述电池壳体进行运输。
[0028]本发明的有益效果为:提供一种全自动的电池注液封装生产线,其在电池注液封装过程中无需人工参与,能够大幅度的提高工作效率,节省人力成本、提高电池产品的质量。
附图说明
[0029]下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
[0030]图1为本实施例所述电池注液封装生产线示意图。
[0031 ]图2为本实施例所述前输送轨道的结构示意图。
[0032]图3为图2中I处放大图。
[0033]图4为本实施例所述前称重系统的结构示意图。
[0034]图5为本实施例所述抽真空注液系统的立体结构示意图。
[0035]图6为本实施例所述抽真空注液系统的俯视图。
[0036]图7为本实施例所述第一注液输送线的俯视图。
[0037]图8为本实施例所述第一注液输送线的立体结构示意图。
[0038]图9为本实施例所述第二注液输送线的立体结构示意图。
[0039]图10为本实施例所述第三注液输送轨道与注液模具回流轨道组合状态的立体结构示意图。
[0040]图11为本实施例所述第一转料机械手的立体结构示意图。
[0041 ]图12为本实施例所述压盖帽装置与自动收料系统的立体结构示意图。
[0042]图中:
[0043] 1、电池壳体;
[0044] 100、工作平台;
[0045] 200、自动上料系统;210、前输送轨道;211、上料轨道;212、回模轨道;213、模具;
[0046] 300、前称重系统;
[0047] 400、抽真空注液系统;410、第一注液输送线;411、一级注液装置;412、第一注液输送轨道;420、第二注液输送线;421、第二注液输送轨道;422、抽真空装置;423、二级注液装置;430、第三注液输送轨道;440、注液模具回流轨道;450、送料模板;460、注液模具;
[0048] 500、第一转料机械手;510、第一级抓取装置;520、第二级抓取装置;530、活塞缸;600、后称重系统;
[0049 ] 800、压盖帽装置;810、后输送轨道;820、压紧装置;830、导向装置;
[0050] 900、自动收料系统;910、收料盘。
具体实施方式
[0051]下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
[0052]如图1〜12所示,于本实施例中,本发明所述的一种电池注液封装生产线,包括工作平台100,以及设置在工作平台100上并依次连接的自动上料系统200、前称重系统300、抽真空注液系统400、后称重系统600、压盖帽装置800、自动收料系统900,上述装置及系统均与控制系统通讯连接由控制系统进行控制。
[0053]具体的,自动上料系统200设置在工作平台100的一端,其包括与上级生产线相连接的前输送轨道210,前输送轨道210包括相互平行且运行方向相反的上料轨道211以及回模轨道212,前输送轨道210上设置有用于固定电池壳体I的模具213,该模具213在上料轨道211与回模轨道212的作用下在前输送轨道210中循环运行,上料轨道211与回模轨道212两端相接处分别设置有用于将上料轨道211中模具213推动到回模轨道212中的活塞缸,以及用于将回模轨道212中的模具213推动到上料轨道211中的活塞缸,模具213在上料轨道211以及回模轨道212中的运行由设置在其端部的活塞缸推动,并通过模具213之间的直接接触进行传递。
[0054]在上料轨道211运行方向的下游位置并与上料轨道211处于同一直线上设置有前称重系统300,前称重系统300上设置有六个能够对单体电池壳体I进行称重的重量测量装置。在与前称重系统300所在位置处设置有第一转料机械手500,第一转料机械手500包括活塞缸530、可带动活塞缸530沿电池壳体I的输送方向运动的运动构件、以及设置在活塞缸的输出端的抓取装置,抓取装置包括第一级抓取装置510以及第二级抓取装置520,第一级抓取装置510与第二级抓取装置520对称的设置在活塞缸530的输出端的两侧,第一级抓取装置510以及第二级抓取装置520上分别设置有六个选择性对电池壳体I进行夹紧的夹紧装置,每个夹紧装置能够同时装夹六个电池壳体I进行运输,当第一级抓取装置510位于上料轨道211上方时,第二级抓取装置520位于前称重系统300上方,当第一级抓取装置510位于前称重系统300上方时,第二级抓取装置520位于抽真空注液系统400的进料端上方。
[0055]抽真空注液系统400包括相互垂直的第一注液输送线410以及第二注液输送线420,第一注液输送线410包括第一注液输送轨道412,在第一注液输送轨道412上设置有一级注液装置411,第二注液输送线420上具有相互平行的两条第二注液输送轨道421,两条第二注液输送轨道421上均设置有对整条轨道上的电池壳体I进行抽真空操作的抽真空装置422,在两条第二注液输送轨道421之间并位于将第二注液输送轨道421三等分的两位置处分别设置有一个可选择性对第二注液输送轨道421上的电池壳体I进行注液的二级注液装置423。两个二级注液装置423可转动设置以便于对电池壳体I进行注液,且两者设置为同时对处于同一条第二注液输送轨道421上的电池壳体I进行注液操作。
[0056]抽真空注液系统400中位于第二注液输送轨道421远离第一注液输送轨道412的一端与第一注液输送轨道412平行的设置有第三注液输送轨道430,第一注液输送轨道412与第三注液输送轨道430之间设置有注液模具回流轨道440,注液模具回流轨道440设置在第二注液输送轨道421的一侧,注液模具213通过第一注液输送轨道412、第二注液输送轨道421、第三注液输送轨道430以及注液模具回流轨道440在抽真空注液系统400中循环运动。
[0057]第一注液输送轨道412上设置有送料模板450,电池壳体I设置在注液模具460中通过送料模板450选择性的输送至一条第二注液输送轨道421端部,本实施例中送料模板450上设置有八个注液模具460安装位置,能够同时对八个注液模具460进行输送,相邻的两安装位置之间设有限制相邻注液模具460之间距离的限位块。送料模板450的下方设置有能够控制送料模板450上下运动的竖直气缸,以及控制送料模板450水平运动的水平气缸。第二注液输送轨道421上的注液模具460通过端部的活塞缸进行推动,并通过相邻的注液模具460相互接触进行推动力传递,依次向前运行。第三注液输送轨道430、注液模具回流轨道440为链式输送装置。
[0058]在第三注液输送轨道430与注液模具回流轨道440相交界的位置处与注液模具回流轨道440位于同一直线上设置有后称重系统600,后称重系统600上设置有六个能够对单体电池壳体I进行称重的重量测量装置。在后称重系统所在位置处设置有第二转料机械手,第二转料机械手包括活塞缸、可带动活塞缸沿电池壳体I的输送方向运动的运动构件以及设置在活塞缸的输出端的抓取装置,抓取装置包括第一级抓取装置以及第二级抓取装置,第一级抓取装置与第二级抓取装置对称的设置在活塞缸的输出端的两侧,第一级抓取装置以及第二级抓取装置上分别设置有六个选择性对电池壳体I进行夹紧的夹紧装置,每个抓紧装置能够同时装夹六个电池壳体I进行运输,当第一级抓取装置位于注液模具213回流轨道上方时,第二级抓取装置位于后称重系统600上方,当第一级抓取装置位于后称重系统600上方时,第二级抓取装置位于压盖帽装置800的上方。
[0059] 压盖帽装置800包括后输送轨道810以及设置在后输送轨道810中部的压紧装置820,压紧装置820设置在后输送轨道810的上方,压紧装置820与后输送轨道810之间设置有导向装置830。
[0060]自动收料系统900包括设置在后输送轨道810位置的第三转料机械手,后输送轨道810—侧设置有收料盘910,第三转料机械手具有位于后输送轨道810上方的第一工位以及位于后输送轨道810上方的第二工位,第三转料机械手从第一工位将电池壳体I运送到第二工位进行装箱运输,实现自动收料。
[0061 ]工作过程中,未装有电解液的电池壳体I由上级生产线进入到上料轨道211中,沿上料轨道211运行至其末端通过第一转料机械手500抓取至前称重装置上进行注液前称重,此时模具213与电池壳体I分离,模具213继续留在上料轨道211中,在活塞缸的作用下由上料轨道211被推动至回模轨道212中,并沿回模轨道212运动至回模轨道212另一端,再由活塞缸推动至上料轨道211中重复利用。
[0062]电池壳体I在前称重装置中称重完毕后由机械手抓取至抽真空注液系统400的进料端,通过活塞缸运送至第一注液输送线410中,在第一注液输送线410中进行第一次注液,注液完成后在送料模板450的作用下步进运动至两条第二注液输送轨道421的端部,通过活塞缸的作用推动至第二注液输送轨道421中,当一条第二注液输送轨道421中的电池壳体I运行整条轨道的三分之一距离时,进行抽真空操作,此时另一条第二注液输送轨道421中的电池壳体I在二级注液装置423的作用下进行第二次注液或第三次注液,每运行三分之一距离两条第二注液输送轨道421上的抽真空操作与注液操作互换,直至每条轨道上的电池壳体I均共完成三次注液以及三次抽真空操作。完成三次注液以及抽真空操作的电池壳体I通过第二注液输送轨道421运动到第二转料机械手处,通过第二转料机械手将电池壳体I抓取至后称重系统中进行称重,同时注液模具213在注液回流轨道上运动至靠近第一注液输送轨道412—端准备进行循环利用。
[0063]电池壳体I在后称重系统中进行完后称重后由第二转料机械手抓取至压盖装置中进行压盖,压盖完成后通过第三机械手转运装箱。
[0064]于本文的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此夕卜,术语“第一”、“第二”、“第三”,仅仅用于在描述上加以区分,并没有特殊的含义。
[0065]需要声明的是,上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理,在本发明所公开的技术范围内,任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池注液封装生产线,其特征在于,包括: 自动上料系统:包括前输送轨道以及第一转料机械手,所述前输送轨道与上级生产线连接,所述第一转料机械手设置在所述前输送轨道远离所述上级生产线的端部,用于将所述输送轨道上的电池壳体抓取到前称重系统以及将所述前称重系统上的电池壳体抓取到抽真空注液系统; 前称重系统:位于所述自动上料系统与所述抽真空注液系统之间,具有若干用于对注液前的电池壳体进行称重的重量测量装置; 抽真空注液系统:包括第一注液输送线以及第二注液输送线,所述第一注液输送线包括第一注液输送轨道,所述第一注液输送轨道上设置有一级注液装置;所述第二注液输送线上相平行的设置有两条第二注液输送轨道,两条所述第二注液输送轨道上均设置有对整条轨道上的电池壳体进行抽真空操作的抽真空装置,两条所述第二注液输送轨道之间设置有可选择性对两条所述第二注液输送轨道上的电池壳体进行注液的二级注液装置; 后称重系统:设置在所述抽真空注液系统电池壳体输送方向的下游位置,包括第二转料机械手以及若干用于对注液后的电池壳体进行称重的重量测量装置; 压盖帽装置:包括后输送轨道以及设置在所述后输送轨道中部的压紧装置,所述压紧装置设置在所述后输送轨道的上方,所述压紧装置与所述后输送轨道之间设置有导向装置; 自动收料系统:包括设置在所述后输送轨道末端的用于将完成压盖帽的电池壳体转运装箱的第三转料机械手; 控制系统:连接并控制所述自动上料系统、前称重系统、抽真空注液系统、后称重系统、压盖帽装置以及自动收料系统。
2.根据权利要求1所述的电池注液封装生产线,其特征在于,所述前输送轨道包括由所述上级生产线向所述前称重系统方向运动的上料轨道、与所述上料轨道运行方向相反的回模轨道以及设置在所述上料轨道与所述回模轨道上的模具;所述上料轨道与所述回模轨道靠近所述前称重系统的端部相连接的位置设置有用于将设置在所述上料轨道上的模具转移到所述回模轨道上的模具转移装置;所述上料轨道与所述回模轨道远离所述前称重系统的端部相连接的位置设置有用于将设置在所述回模轨道上的模具转移到所述上料轨道上的模具转移装置。
3.根据权利要求2所述的电池注液封装生产线,其特征在于,所述第一注液输送轨道与所述第二注液输送轨道相垂直设置,所述第一注液输送轨道远离所述第二注液输送轨道的一侧设置有用于将所述第一注液输送轨道上的电池壳体以及用于固定所述电池壳体的注液模具转移到所述第二注液输送轨道的注液模具转移装置。
4.根据权利要求3所述的电池注液封装生产线,其特征在于,位于两条所述第二注液输送轨道上的所述抽真空装置设置在对应的所述第二注液输送轨道上方,通过活塞缸驱动可选择性的对所述第二注液输送轨道上的所述电池壳体进行抽真空操作。
5.根据权利要求4所述的电池注液封装生产线,其特征在于,所述二级注液装置可转动的设置在两条所述第二注液输送轨道之间,选择性的对一条第二注液输送轨道上的所述电池壳体进行注液,所述抽真空装置选择性的对另一条第二注液输送轨道上的所述电池壳体进行抽真空操作。
6.根据权利要求5所述的电池注液封装生产线,其特征在于,所述第一注液输送轨道上设置有送料模板,所述电池壳体通过所述送料模板选择性的输送至一条所述第二注液输送轨道端部。
7.根据权利要求6所述的电池注液封装生产线,其特征在于,所述抽真空注液系统中位于所述第二注液输送轨道远离所述第一注液输送轨道的一端与所述第一注液输送轨道平行的设置有第三注液输送轨道,所述第一注液输送轨道与所述第三注液输送轨道之间设置有注液模具回流轨道,所述注液模具通过所述第一注液输送轨道、所述第二注液输送轨道、所述第三注液输送轨道以及所述注液模具回流轨道在所述抽真空注液系统中循环运动。
8.根据权利要求7所述的电池注液封装生产线,其特征在于,所述第二注液输送线上相间隔的设置有至少两个所述二级注液装置。
9.根据权利要求8所述的电池注液封装生产线,其特征在于,所述至少两个二级注液装置同时向一条所述第二注液输送轨道进行注液。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电池注液封装生产线,其特征在于,所述第一转料机械手与所述第二转料机械手结构相同,均包括活塞缸、可带动所述活塞缸沿所述电池壳体的输送方向运动的运动构件以及设置在所述活塞缸的输出端的抓取装置,所述抓取装置包括第一级抓取装置以及第二级抓取装置,所述第一级抓取装置与所述第二级抓取装置对称的设置在所述活塞缸的输出端的两侧。
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